试论风钻钻架在岩巷开拓中的应用

试论风钻钻架在岩巷开拓中的应用

1张志勇2孙志伟

1张志勇2孙志伟（河南煤化集团鹤煤公司第十煤矿河南鹤壁458000）

中图分类号：TD42文献标识码：A

摘要：在煤炭开采岩巷开拓中，爆破打眼是一道十分重要的工序。本文说明了打眼施工的原情况以及按原方法施工后出现的缺陷，并对原打眼方法造成打眼质量较差的原因进行了综合的分析，着重阐述了如何打眼工作进行改进，以及风钻钻架等在岩巷开拓中的应用；对打眼工具改进后的使用情况及技术经济进行了比较。结论为：在目前的市场和经济条件下，为了实现又好又快发展,提高经济效益，减少浪费等,在岩巷上、下山的台阶施工中，采用新的打眼辅助工具，能够实现巷道标准化和提高安全系数，又是小投资、大收入，有效的节约了大量材料费用。为此在不同地区的岩巷掘进都可采用此类工具，为我矿其它岩巷掘进施工提供了经验。

关键词：风钻钻架岩巷开拓应用

在当今世界的发展过程中，煤炭资源的开采在我国经济发展及生活供应中占有举足轻重的地位，煤炭资源的开采已成为一项重要的工程。在矿井生产建设和矿井开拓水平延伸期间，为满足生产接替，必须开拓掘进许多的上下山倾斜巷道、大型硐室等。在岩巷开拓中，打眼仅是其中一道工序（一般施工工序分掘进班及成巷班，掘进班：安全检查——标眼位置——打眼——爆破——找顶——临时支护——出矸；成巷班：返线轮尺——整修断面——标眼位置——打眼——锚网——巷帮冲洗——掺料喷砼），但在掘进、支护中有着举足轻重的作用。然而，由于煤矿生产条件的限制，在开拓上下山巷道（尤以大断面上山巷道）过程中，使用风钻打巷道顶部眼时，有一定施工难度。

一、打眼施工原情况

2009年10月份以前，钻工需一名扶钻人员配合施工，钻工操作风钻，扶钻人员负责牵引、扶钻。即接好风水带后，钻工操作风钻，另一人双手扶钻杆，将钻杆牵引至标眼位置后，钻工开动风钻开始打眼，待钻杆深入岩石300——500mm后，扶钻人员双手松开钻杆，由钻工继续操作风钻，待此眼打至设计位置后，扶钻人员协助钻工将钻杆拔出，关掉风钻，继续打下一眼，按照此类施工顺序循环打眼。

在打巷道顶部眼时都是钻工操作风钻，一人在旁边扶钻杆（由于上山巷道条件限制，扶钻杆人员仅能扶住钻杆下半部）辅助钻工施工。

二、按原方法施工后出现的缺陷

（一）打眼时，由于需要扶钻人员双手用力，紧紧握住钻杆，防止打眼时钻杆跑偏与设计有误，而开动风钻后，钻杆受风钻振动影响，容易对扶钻人员的双手及手臂造成伤害，存在一定危险。

（二）在打顶部眼过程中，尤其在大断面巷道或上山巷道中，由于受施工条件限制，扶钻人员难以准确的将钻杆扶至标眼位置，双手扶钻时也难以施力。因此，在开动风钻后，钻杆受振动容易发生滑动，造成跑眼，还需重新补打，直接影响了施工进度。

（三）在打顶部眼时，受风钻的振动影响，打眼的位置、角度经常与原设计眼位产生偏差，导致在爆破时易出现超欠挖现象，影响了巷道的工程质量。对超挖巷道在支护过程中需填补大量喷砼料，且在以后的使用过程中，巷道容易出现浆皮开裂，还需维修，不仅造成了大量材料浪费，也对后期使用埋下了安全隐患。

三、打眼质量较差的综合分析

（一）在上、下山巷道施工过程中，由于受巷道坡度影响，在打顶部眼时，无法使用马蹬导致扶钻人员无法扶钻杆是影响打眼质量较差的主要原因。

（二）在打眼过程中，钻杆受风钻的影响，产生滑动，造成眼跑偏、角度、位置与标眼位置及设计不相符，也是影响打眼质量的原因。

四、打眼工具的改进

为了解决我矿岩巷开拓过程中多年以来存在的光爆效果差、巷道超欠挖、支护材料的浪费、巷道的返修等现象，自2009年10月份起，我们首先对打眼工具进行了发明、改进，即钻架，具体操作是：

（一）风钻钻架的设计情况：钻架架杆使用一根2米长的1.5寸钢管，钻架架头分为三部分，即两个套环（使用2根500mm长的1寸钢管）、一个眼环（使用1根80~100mm长的1.5寸钢管），使用4根16＃钢筋将钻架架杆、架头（两个套环和一个眼环，间距320mm，可根据周边眼、二圈眼眼间距适当调整）焊接在一起，钻架架头根据巷道大小有一定弧度。

(二)改变施工方法：先按照原施工方法，在中下部打好两个眼后（同一圈眼），扶钻人员改用钻架，将钻架的两个套环套入打好的眼内500mm，将钻架固定好，再将钻杆固定在钻架的眼环内，开风钻打眼，打好后拔出钻杆、钻架，将套环插入外部两眼内，钻杆套入眼环内，再打下一眼，循环打眼。

五、打眼工具改进后的使用情况及技术经济比较

15采区猴车道上山在施工中进行了试用（试验段85m），经过两个月的观察，与原施工相比较，有如下优点：

（一）打眼工程质量有较大的提高

按原方法在打眼（尤其是顶部眼）时，扶钻人员难以用力，钻杆容易跑偏、滑动，影响钻眼质量；而采用钻架辅助施工后，钻杆卡在眼环内，开钻后钻杆受风钻震动影响，与设计眼位置、角度也不会发生偏差，极大程度的保证了打眼的质量。

（二）打眼效率提高

在打眼时，将钻架固定好，将钻杆套入眼环内，开动风钻后，钻杆受振动在眼环内不会有滑动，节约了在牵眼、重复打眼的时间，效率大大提高。

（三）有效的提高了安全系数

采用原施工方法打眼时，需用双手扶住钻杆，而开动风钻后，受震动影响，对扶钻人员存在一定的威胁。采用钻架辅助施工后，扶钻人员只需扶好钻架架杆，震动有了大程度的减轻，减少了对扶钻人员的威胁。

（四）有效的提高了经济效益

采用新工具后，有效的控制了巷道超欠挖，避免了巷道的重复喷护及维修，即节约了大量的材料费用，也避免了维修费用及时间。

在试用的两个月，15采区猴车道使用了风钻钻架，大大提高了现场的工作效率及工程质量，为保证我队顺利完成生产任务，打下良好的基础，并取得每月多掘进8—10m的成绩（每米进尺折合3000元），并降低了的材料消耗（每m节约材料及维修费用2500元），两个月我队就可增加9—12万元的经济效益，并节约了材料等费用22万元。

六、结论

自2009年10月份以来，我们已在15采区猴车道上山、-375回风斜巷岩巷施工中推广使用，已取得良好的施工效果。